[發明專利]用分子反應性清掃氣體改善DC偏置的缺陷控制和穩定性

有效

• 申請號: 201811319771.1
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN110098100B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 愛德華·奧古斯蒂尼克;克里斯托弗·詹姆斯·拉薩亞;辛格爾·N·阿希爾;卡里姆·布馬塔爾;阿魯爾·迪哈斯
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;C23C16/44;C23C16/455;C23C16/505
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張靜

本發明涉及用分子反應性清掃氣體改善DC偏置的缺陷控制和穩定性。一種襯底處理系統包括設置在處理室內的上電極和下電極。氣體輸送系統選擇性地輸送前體、一種或多種沉積載氣和后沉積清掃氣體中的至少一種。RF產生系統在所述氣體輸送系統輸送所述前體和一種或多種沉積載氣時，通過提供RF電壓到所述上電極和所述下電極中的一個而在所述處理室內在所述上電極和所述下電極之間產生RF等離子體，從而在所述襯底上沉積膜。偏置產生電路在所述氣體輸送系統輸送所述后沉積清掃氣體時，選擇性地提供DC偏置電壓到所述上電極和所述下電極中的一個。由所述氣體輸送系統輸送的所述后沉積清掃氣體包括分子反應氣體。

本申請是申請號為201510316728.X、申請日為2015年6月10日、發明名稱為“用分子反應性清掃氣體改善DC偏置的缺陷控制和穩定性”的申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本公開是于2014年6月10日提交的美國專利申請No.14/300854的部分繼續申請。所引用的該申請的全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及襯底處理系統，尤其涉及在襯底處理系統中使用RF等離子體和反應性后沉積氣體進行的缺陷控制。

背景技術

本文所提供的背景描述是為了總體上呈現本公開的內容。當前所冠名的發明人的工作(一定程度上在該背景部分中有所描述)以及在申請時可能沒有資格作為現有技術的本說明書的方面，既不能明顯地也不能隱含地被當作本公開的現有技術。

用于執行沉積和/或蝕刻的襯底處理系統通常包括具有基座的處理室。襯底(例如半導體晶片)可被布置在基座上。例如在化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)工藝中，包括一種或多種前體的氣體混合物可被引入到處理室以在襯底上沉積膜或蝕刻襯底。

在一些襯底處理系統中，射頻(RF)等離子體可被用于激活化學反應。使用等離子體的CVD和ALD系統被稱為等離子體增強CVD(PECVD)和等離子體增強ALD(PEALD)。發生在氣體狀態下的一些化學反應導致顆粒在RF等離子體反應體積中的成核、聚集、和/或結塊。當RF等離子體接通時，這些顆粒保持懸浮在RF等離子體中。顆粒不會由于作用在顆粒上的力的平衡而落到襯底上。例如，靜電斥力使顆粒懸浮在等離子體邊界或等離子體鞘層處的RF等離子體中。

在RF激勵被關閉之后，這些顆粒會落到襯底上。因此，大多數的襯底處理系統通過抽排殘余的氣體持續預定的時間段而將處理室抽空。在預定時間段期間，這些顆粒沉淀在處理室內或通過泵抽出。

發明內容

一種襯底處理系統包括設置在處理室內的上電極和下電極。氣體輸送系統被配置為選擇性地輸送前體、一種或多種沉積載氣和后沉積清掃氣體中的至少一種。RF產生系統被配置成在所述氣體輸送系統輸送所述前體和一種或多種沉積載氣時，通過提供RF電壓到所述上電極和所述下電極中的一個而在所述處理室內在所述上電極和所述下電極之間產生RF等離子體，從而在所述襯底上沉積膜。偏置產生電路被配置為在所述氣體輸送系統輸送所述后沉積清掃氣體時，選擇性地提供直流(DC)偏置電壓到所述上電極和所述下電極中的一個。由所述氣體輸送系統輸送的所述后沉積清掃氣體包括分子反應氣體。

在其它特征中，所述后沉積清掃氣體不包括惰性氣體。所述后沉積清掃氣體選自所述沉積載氣中的一種。在從0.2乇到6乇的處理壓強下，所述后沉積清掃氣體比氦和氬具有較高的擊穿電壓。所述DC偏置電壓的開始初始化所述RF等離子體熄滅前的第一預定時間段以及所述RF等離子體熄滅后的第二預定時間段中的一個。

在其它特征中，襯底移動系統被配置成在DC偏置電壓產生時相對于基座移動所述襯底。所述襯底移動系統包括被配置成相對于基座移動襯底的機械手。